材料成型及控制工程答辯演示文稿

1、材料成型及控制工程答辯演示文稿第一頁，共二十四頁。優(yōu)選材料成型及控制工程ppt答辯第二頁，共二十四頁。從以下幾個方面進行簡要說明：實驗的理論與實際意義實驗所要研究的問題擠壓設(shè)備及擠壓模具擠壓缺陷研究及結(jié)果分析Deform數(shù)值模擬分析結(jié)論 遼寧工業(yè)大學(xué)第三頁，共二十四頁。實驗理論：鋁筒擠壓是利用模具成型工藝，在壓力機作用下而形成的與模具形狀尺寸相同，并滿足所需性能的工藝。實驗意義：有效減少或消除擠壓型材的表面缺陷，對于提高擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能具有重要的意義。但在生產(chǎn)過程中常會出現(xiàn)一些缺陷而使產(chǎn)品質(zhì)量下降，成品率降低，生產(chǎn)成本增加，效益下降最終導(dǎo)致企業(yè)市場競爭能力降低。因此，從根源著手解決純鋁

2、筒擠壓型材的缺陷問題是企業(yè)提高自身競爭力的一個重要方面，也是提高擠壓件產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。1.實驗的理論與實際意義 遼寧工業(yè)大學(xué)第四頁，共二十四頁。2.實驗所要研究的問題 遼寧工業(yè)大學(xué)如圖所示，擠壓制品表面的條狀波紋就是所要研究的問題第五頁，共二十四頁。2.實驗所要研究的問題 遼寧工業(yè)大學(xué)波狀條紋不同倍數(shù)電鏡顯微組織觀察圖圖 a 擠壓缺陷光學(xué)顯微組織 10X 圖 b擠壓缺陷光學(xué)顯微組織20X第六頁，共二十四頁。3.擠壓設(shè)備 遼寧工業(yè)大學(xué)此設(shè)備為佛山市南海誠達液壓設(shè)備有限公司制造的四柱雙動油壓機，主缸公稱壓力800kN，主缸行程：450mm 合模高度：300mm 下缸行程：240mm 工作臺有效面積

3、為650mm750mm。第七頁，共二十四頁。3.擠壓缺陷研究所用模具 遼寧工業(yè)大學(xué)擠壓模具如圖所示：第八頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 實驗準(zhǔn)備工作一切完成后，分別針對鋁合金常見擠壓缺陷產(chǎn)生原因分別從以下幾個反方面進行了分析：擠壓力的影響凸模下行速度的影響模具對中性的影響潤滑劑的影響擠壓件壓余的影響工作帶長度的影響金屬流動性的影響 第九頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) a）擠壓力的大小對產(chǎn)生波狀條紋的因素之一，因為如果液壓機擠壓力太大，凸模下行速度增加，擠壓鋁筒太快，使金屬流動不均勻，容易形成缺陷。于是進行了大量冷擠壓與熱處理后的擠壓件進行比較

4、分析。 從圖中可以看出，450處理擠壓坯料后擠壓，得到的擠壓制品表面缺陷依然存在，并且由于熱處理后坯料表面軟化，擠壓制品表面波狀條紋更加明顯，從而排除了力的大小對條狀波紋產(chǎn)生的影響。 圖 a 冷擠壓-壓力7MP圖 b 450-壓力6MP第十頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué)b)凸模下行速度對產(chǎn)生波狀條紋的影響。凸模速度下行速度如果太快，擠壓坯料，從而影響擠壓坯料金屬流動速度，從而導(dǎo)致金屬不均勻流動。 圖 a 凸模速度改變前 圖b 凸模速度改變后第十一頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 從圖可以看出， 凸模下行速度改變前后進行比較分析，圖a波狀條紋清晰

5、可見，圖b靠近底部部分條紋也是可以清晰看到，從而可以肯定波狀條紋的產(chǎn)生與凸模運動速度并沒有關(guān)系。C）模具對中性對波狀條紋的影響 模具如果對中性不好，擠壓力傾斜，容易導(dǎo)致擠壓制品受到破壞，并且擠壓力太大，容易損壞模具。于是矯正凹凸模對中后，開始擠壓坯料。如圖，矯正前后的擠壓制品第十二頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué)圖a 矯正前的擠壓制品，擠壓制品被破壞，但是表面沒有出現(xiàn)波狀條紋，是由于沒有對中，側(cè)向力導(dǎo)致一側(cè)金屬流動快，從而使波狀條紋出現(xiàn)的位置發(fā)生變化，并且由于擠壓件被破壞，波狀條紋不容易出現(xiàn)。圖b 條狀波紋不明顯，但是條狀波紋依然沒能消除。 圖a 圖b第十三頁，共二十四

6、頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué)d)潤滑劑的影響 以波條紋為分界線，擠壓件表面一側(cè)光亮一側(cè)灰暗，因為實驗所用潤滑劑是石墨與豬油的混合物，有可能擠壓過程中，石墨被擠入擠壓件內(nèi)，從而形成波狀條紋。 圖a 圖b第十四頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 圖a擠壓前坯料未經(jīng)表面處理，擠壓件表面缺陷清晰可見。圖b擠壓前坯料雖然經(jīng)過潤滑處理，但是缺陷仍然沒能消除，所以得出缺陷的產(chǎn)生與坯料是否經(jīng)過潤滑處理無關(guān)。e）擠壓件壓余的影響 因為正常擠壓生產(chǎn)過程中，底壁厚不至于太薄，并且擠壓過后要留有壓余，由于最后留有較厚的壁厚，缺陷便留在底部，最后將壓余切去，條狀波紋便可去除。 圖

7、a 圖 b第十五頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 圖a擠壓件底部壁厚比圖b壁厚薄，但是通過比較兩張圖片會發(fā)現(xiàn)圖a缺陷會明顯許多，而圖b則不會很明顯，即使如此也不能得出缺陷的產(chǎn)生和擠壓壁厚有關(guān)，為了驗證實驗結(jié)果，又做了幾組擠壓壁厚比較厚的擠壓件，缺陷并沒能消除。f)工作帶長度的影響 因為凸模工作帶過長容易出現(xiàn)擠壓缺陷，工作帶太長還對擠壓件摩擦增大，附加拉應(yīng)力增大，從而在制品表面留下劃痕。第十六頁，共二十四頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 圖a擠壓帶長度4mm，圖b擠壓帶長度1mm，從圖可以看出工作帶的長度對波狀條紋的產(chǎn)生沒有影響。 圖a 圖b第十七頁，共二十四

8、頁。4.擠壓缺陷研究及結(jié)果分析 遼寧工業(yè)大學(xué) f)金屬流動性的影響 因為擠壓壁厚太薄，擠壓進入彈性區(qū)（塑性區(qū)金屬流動性好），金屬流動性差，金屬流動不均勻，金屬補充不足，容易形成缺陷。于是給凸模倒圓角，盡可能使金屬均勻流動。從圖中可以看出，缺陷消失，擠壓件表面光滑。因此波狀條紋的產(chǎn)生與金屬流動有關(guān)。 圖a冷擠壓-R2圓角-壓力7MP第十八頁，共二十四頁。5.Deform數(shù)值模擬分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 為了驗證金屬流動性與條狀波紋之間的關(guān)系，又進行了Deform數(shù)值模擬，如圖三維建模 圖a 擠壓模具三維視圖第十九頁，共二十四頁。5.Deform數(shù)值模擬分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 網(wǎng)格劃分如圖 圖a 網(wǎng)格劃分圖

9、第二十頁，共二十四頁。5.Deform數(shù)值模擬分析 遼寧工業(yè)大學(xué) Flow net 模擬金屬流動，可以清楚看到，隨著凸模下行，底部金屬變形最大第二十一頁，共二十四頁。5.Deform數(shù)值模擬分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 應(yīng)力、應(yīng)變圖，也可以清楚看到底部所受應(yīng)力最大，應(yīng)變最大圖a 擠壓件有效應(yīng)力圖及應(yīng)力曲線 圖b 擠壓件應(yīng)變曲線第二十二頁，共二十四頁。5.Deform數(shù)值模擬分析 遼寧工業(yè)大學(xué) 速度矢量圖如圖，可以清楚看到，底部金屬發(fā)生分層流動，進入彈性區(qū)后，變形困難，金屬流動不均，對分層出金屬補充不足，從而形成波狀條紋。 圖a 速度矢量圖第二十三頁，共二十四頁。6.結(jié)論 遼寧工業(yè)大學(xué) 條狀波紋的產(chǎn)生是由于金屬發(fā)生分層流動，并且彈性區(qū)金屬變形困難，金屬流動不均，對分層處金屬補充不足，從而形成條狀波紋。與液壓機震動，模具的對中性，模具是否潤滑，擠壓件是否留有壓余沒有必然關(guān)系。實驗中，除了解決條狀波紋外，還得出